一种基于萘酰亚胺的镍离子荧光探针、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种基于萘酰亚胺的镍离子荧光探针及其制备方法，其制备方法包括如下步骤：将4‑吗啡啉基‑1,8‑萘二甲酸酐、盐酸羟胺和碳酸氢钠在室温下混合，加入乙醇，回流，反应完成后，真空蒸发干燥得到橙色固体产品。还公布了其应用。本发明专利技术制备的基于萘酰亚胺的镍离子荧光探针能够检测其它离子中的Ni

A Nickel Ion Fluorescence Probe Based on Naphthalimide, Its Preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种基于萘酰亚胺的镍离子荧光探针、制备方法及其应用
本专利技术涉及有毒金属离子的检测
，尤其涉及一种基于萘酰亚胺的镍离子荧光探针的制备方法及其应用。
技术介绍
近年来，有机分子作为荧光化学传感器对有毒金属离子的检测引起了广泛的关注。这些传感器被应用于生物医学和环境科学。与其他识别方法相比，有机传感器的主要优点是合成简单、灵敏度高、成本低。对Fe3+、Mn2+、Zn2+、Cu2+、Hg2+、Pb2+的检测报道多于对镍离子的检测。Ni2+是呼吸、生物合成、代谢等生物过程中必不可少的微量元素。镍是人体的重要元素。在正常情况下，人体中的镍含量非常小。例如,成人的身体包含约10毫克镍、正常血液中浓度是0.11μg/毫升。缺镍可导致糖尿病、贫血、肝硬化、尿毒症、肾功能衰竭以及血脂和磷脂代谢异常。镍也是最常见的致敏金属，约20%的人对镍离子过敏[23-27]。过敏人群中女性患者的数量高于男性患者。镍离子与人体接触后，可通过毛孔和皮脂腺进入皮肤，引起皮肤刺激。鉴于此，我们试图获得一种高效的荧光探针，能够高选择性、高灵敏度的检测出Ni2+离子。萘酰亚胺荧光团具有良好的光稳定性、高荧光量子产率、较大的斯托克位移以及分子结构易于修饰等优点，在荧光探针领域得到了广泛的应用。萘酰亚胺对金属离子的检测主要涉及Fe3+、Zn2+、Hg2+和Pb2+。而如何设计并合成基于萘酰亚胺的荧光化合物用于Ni2+的检测是本专利技术要解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种基于萘酰亚胺的镍离子荧光探针的制备方法，该基于萘酰亚胺的镍离子荧光探针能够检测其它离子中的Ni2+离子。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种基于萘酰亚胺的镍离子荧光探针，其结构式如下：。一种基于萘酰亚胺的镍离子荧光探针的制备方法，包括如下步骤：将4-吗啡啉基-1,8-萘二甲酸酐（CASNo.31837-36-2）、盐酸羟胺和碳酸氢钠在室温下混合，加入乙醇，回流，反应完成后，真空蒸发干燥得到橙色固体产品；其反应式如下：。进一步的，所述4-吗啡啉基-1,8-萘二甲酸酐、盐酸羟胺和碳酸氢钠的用量质量比：800-900:280-240:200-300。进一步的，所述4-吗啡啉基-1,8-萘二甲酸酐、盐酸羟胺和碳酸氢钠的用量质量比：849:209:252。进一步的，所述乙醇的用量为每1000g4-吗啡啉基-1,8-萘二甲酸酐用20-27ml乙醇。进一步的，真空蒸发干燥的温度为35℃。本专利技术还提供了上述基于萘酰亚胺的镍离子荧光探针于其它金属离子中检测Ni2+离子的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：本专利技术的探针与其他金属离子具有高优先级的结合，可用于其它金属离子中Ni2+离子的检测，是一种良好的荧光化学传感器。附图说明下面结合附图说明对本专利技术作进一步说明。图1为在本专利技术的探针(10-5M)的DMSO-H2O(1:1)溶液中存在或者不存在下列离子时的紫外可见吸收光谱:Probe,Na+,K+,Ca2+,Cr3+,Al3+,Fe3+,Fe2+,Mn2+,Cu2+,Co2+,n2+,Ag+,Pb2+,andNi2+(5ep)；图2为本专利技术的探针(10-5M)的DMSO-H2O(1:1)溶液中逐渐增加Ni2+直到四倍量时的紫外可见吸收光谱；图3为按1:1结合Ni2+离子时的紫外可见吸收光谱；图4为本专利技术的探针(10-5M)的DMSO-H2O(1:1)溶液中存在或不存在以下离子时的荧光光谱:Na+,K+,Ca2+,Cr3+,Al3+,Fe3+,Fe2+,Mn2+,Cu2+,Co2+,Zn2+,Ag+,Pb2+,andNi2+(10ep)；图5为本专利技术的探针(10-5M)的DMSO-H2O(1:1)溶液中逐渐增加Ni2+离子时荧光光谱的变化；图6为本专利技术的探针550nnm处的荧光强度随Ni2+离子浓度(0-5.0ep)的变化图；图7为本专利技术的探针(10-5M)的DMSO-H2O(1:1)溶液中存在或不存在Na2EDTA时的荧光光谱(0-1ep)；图8为加入Na2EDTA(0-2ep)后，本专利技术的探针在550nm处的荧光强度变化值与加入Na2EDTA的浓度(0to1ep)呈线性相关示意图；图9中深色为专利技术的探针(10-5M)的DMSO-H2O(1:1)溶液中存在或不存在以下离子时的荧光光谱:Na+,K+,Ca2+,Cr3+,Al3+,Fe3+,Fe2+,Mn2+,Cu2+,Co2+,Zn2+,Ag+,Pb2+,和Ni2+(10ep)以及将Ni2+(1ep)加入到上述溶液中的示意图；图10为本专利技术的探针(10-5M)的DMSO-H2O(1:1)溶液中存在不同镍盐时的荧光光谱。具体实施方式一种基于萘酰亚胺的镍离子荧光探针的制备方法，将4-吗啡啉基-1,8-萘二甲酸酐(0.849g,3mmol)、盐酸羟胺(0.209g,3mmol)和碳酸氢钠(0.252g,3mmol)在室温下混合，加入乙醇(20ml)，回流2h，反应完成后，真空蒸发干燥得到橙色固体产品(命名为Probe）。本专利技术中所用的4-吗啡啉基-1,8-萘二甲酸酐的CAS号为No.31837-36-2。其反应式如下：。随后在硅胶柱上进行色谱纯化，得到橙色产物(0.801g)，产率为90%。1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ=10.64(s,1H),8.55–8.47(m,2H),8.43(d,J=8.1Hz,1H),7.83(dd,J=8.3Hz,7.5Hz,1H),7.37(d,J=8.1Hz,1H),3.96–3.88(m,4H),3.27–3.20(m,4H).13CNMR(100MHz,DMSO-d6)δ=161.36,161.02,156.19,132.80,131.27,128.47,126.70,125.86,123.33,116.45,115.70,66.64,53.54。ESI-HRMS(C16H14N2O4):calcd[M+H]+:299.1032,obtained:299.1800。在pH值为7.00的蒸馏水中溶解金属离子，进行了基于Probe的金属传感实验。将Probe的DMSO-H2O(1:1)溶液与离子水溶液混合，对其传感性能进行了评价。将两种溶液混合后，用肉眼观察其比色特性，并用紫外-可见吸收光谱法进行定量分析。所有实验均在室温下进行。1、紫外-可见吸收光谱研究如图图1所示，为探针(10-5M)在5.0eq.不同金属离子在DMSO-H2O(1:1)溶液中的紫外-可见光谱。探针在室温下400nm处具有较宽的吸收光谱。随着不同金属离子的加入，吸收光谱发生了变化。加入Ni2+离子后，吸收光谱变为红色，470nm处出现新的吸收光谱。随着Ni2+浓度的增加(0-4ep)，470nm处紫外吸收强度逐渐增大(图2)。从图3可以看出，探针与Ni2+的结合比例为1:1。在ESI-MS分析中，425.2399(Probe+NiCl2-1)的峰值进一步证实了这一点。可见区吸收的这种变化使用比色法从黄色到橙色检测镍离子成为可能。2、荧光光谱研究采用荧光光谱法研究了Probe与不同阳离子(Na+、K+、Ca2+、Cr3+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Mn2+、Cu2+、Co本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于萘酰亚胺的镍离子荧光探针，其特征在于：其结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种基于萘酰亚胺的镍离子荧光探针，其特征在于：其结构式如下：。2.根据权利要求1所述的基于萘酰亚胺的镍离子荧光探针的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将4-吗啡啉基-1,8-萘二甲酸酐、盐酸羟胺和碳酸氢钠在室温下混合，加入乙醇，回流，反应完成后，真空蒸发干燥得到橙色固体产品；其反应式如下：。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述4-吗啡啉基-1,8-萘二甲酸酐、盐酸羟胺和碳酸氢钠的用量质量比：800-900:280-240:200-300。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王延风，杨路平，朱林浩，张平平，路文娟，李静，
申请(专利权)人：山东省医学科学院药物研究所山东省抗衰老研究中心山东省新技术制药研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37